2020年新基建重点项目-氧化锆陶瓷材料项目可行性研究报告

2020年新基建重点项目-氧化锆陶瓷项目可行性研究报告

编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司

氧化锆是全瓷牙陶瓷材料的重要品种

1、氧化锆陶瓷性能优异

氧化锆陶瓷由于其优异的性能，近年来成为口腔材料届研究关注的热点。氧化锆陶瓷是一种新型精细陶瓷，具有良好的机械性能（断裂韧性、强度、硬度等）、生物相容性、稳定性、美观性、热导性和成形性，能很好解决常规全瓷冠材料强度和韧性不足的问题。

目前已获得临床应用的氧化锆全瓷冠修复体的韧性与铁及硬质合金相当，而断裂韧性和挠曲强度约是氧化铝陶瓷的 2 倍。氧化锆陶瓷优异的机械性能显著弥补了传统陶瓷材料在口腔临床应用中出现的韧性低、耐冲击性差及脆性大等问题，为其在口腔修复领域中的应用及推广创造了前提。

此外，由于口腔内部具有复杂的生物环境，作为口腔修复材料必须具有优良的化学稳定性。氧化锆作为一种优良的生物惰性陶瓷，作为口腔修复体或者植入体均表现出优异的化学稳定性能，完全满足作为口腔修复材料的标准。

氧化锆陶瓷产业链

资料来源：中国产业信息网，东兴证券研究所

氧化锆具有 3 种同素异形结构，即单斜相（m-ZrO2）、四方相（t-ZrO2）、立方相（c-ZrO2）。三种晶体型存在于不同温度范围并可相互转化。

氧化锆晶体结构转化图

资料来源：CNKI，东兴证券研究所

2、不同氧化锆陶瓷的性能与加工工艺有所差异

牙科常用的氧化锆陶瓷包括：四方相氧化锆陶瓷、氧化锆增韧陶瓷、部分稳定氧化锆陶瓷及纳米氧化锆与氧化铝复合陶瓷。这四种氧

化锆陶瓷都含有稳定的四方相，并通过马氏体相变增韧，但微观结构各不相同，这也决定了各自不同的性能及与之适配的加工工艺。具体差异包括使用不同的稳定剂去促进氧化锆生成稳定的牙科常用的氧

化锆陶瓷包括：四方相氧化锆陶瓷、氧化锆增韧陶瓷、部分稳定氧化锆陶瓷及纳米氧化锆与氧化铝复合陶瓷。这四种氧化锆陶瓷都含有稳定的四方相，并通过马氏体相变增韧，但微观结构各不相同，这也决定了各自不同的性能及与之适配的加工工艺。具体差异包括使用不同的稳定剂去促进氧化锆生成稳定的。

氧化锆增韧陶瓷在结构陶瓷研究中取得了重大的进展，经过增韧的陶瓷品种也很多，目前已知的可使氧化锆稳定的添加物有：氧化镁、氧化钙、氧化镧、氧化钇、氧化铈等单一的氧化物或它们的复合氧化物。

3、粉体合成是关键环节

目前对于氧化锆基陶瓷制备的研究主要集中在 3 个方向：①ZrO2-AlO3(ZTA)增韧陶瓷体系，即将氧化锆微粒分散到其他母体陶瓷相（如氧化铝）体系；②Y2O3-ZrO2(Y-TZP)体系，即将第二相（如氧化钇）分散到氧化锆母体相体系；③Mg-ZrO2(Mg-PSZ)体系，即以 Mg 为稳定剂的部分稳定氧化锆多晶陶瓷体系。这些研究为氧化锆基全瓷冠修复体在临床上的应用奠定了基础。

制备高性能的氧化锆基陶瓷的关键因素之一，是在制备工艺中将陶瓷制备与晶体生长控制技术（如纳米技术）相结合。

氧化锆陶瓷的研制包括粉体合成、素胚成型、陶瓷烧结等环节。

其中，粉体合成方法主要有 3 类：气相法、固相法和液相法。考虑到粉体制备的成本和实验操作的难易程度，液相法是当前制备氧化锆陶瓷前驱粉体最为广泛和实用的方法。液相法包括沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等，其中沉淀法和微乳液法需要精准控制反应条件，增加了实验难度，溶胶-凝胶方法和水热法是目前制备氧化锆粉体最为常用的方法。

氧化锆陶瓷粉体制备工艺

资料来源：CNKI，东兴证券研究所

4、市场竞争格局：海外巨头为主，国产品牌已有突破

迄今为止，在成品氧化锆基全瓷冠修复体的制备上，美国的 3M 公司、列支敦士登的义获嘉公司、德国的维他公司和泽康公司等相继开发出 In-Ceram、CAD/CAM 等技术，得到的氧化锆冠体（粒径

200~500nm）满足临床应用指标（抗折强度大于 900MPa、抗断裂韧性大于5MPa·m1/2）并已在临床中应用。

2009 年，爱尔创生产的氧化锆在国内率先获批国家食品药品监督局医疗器械注册证，迈出了国产氧化锆产品在口腔临床应用的第 1 步。经过 10 年的发展，爱尔创的氧化锆陶瓷逐渐得到了口腔行业的

认可，在国内市场尤其是民营口腔市场的占有率逐年提升。随着全瓷修复体的临床普及，国产氧化锆面临着重大的机遇与挑战，品牌效应的提升及相关技能培训服务是进一步扩大市场占有率的关键因素。

全球氧化锆全瓷牙冠材料主要生产企业

资料来源：各公司网站，东兴证券研究所

海外知名公司：

美国 3M 公司（3M ESPE）：旗下的拉瓦（lava）是全球氧化锆全瓷牙的顶尖品牌。为了满足市场对于牙齿美观性的追求，公司不仅将牙做白、做整齐，更让牙齿白的不死板、天然有通透感，其高仿真度是连 2000 万像素写真相机都“检测”不出来的真牙。

义获嘉公司（Ivoclar Vivadent）：公司成立于 1923 年，致力于生产陶瓷义齿，之后逐渐发展成为国际性的牙科公司。如今，公司在 29 个国家设有自己的分公司与营销联络点；逾 3597 名员工遍布全球；公司产品销往世界 130 多个国家。公司核心产品主要分为三大类：直接修复、固定修复和活动修复。在这 3 大领域中，公司完整的系统性产品充分满足了牙科医师和技师在治疗及加工过程中的需求，使修复体最终达到理想的美学效果。2012 年，公司收购德国

威兰德（Wieland），从此完善了 CAD/CAM 领域的材料和设备。

德国维他公司（VITA Zahnfabrik）：公司于 1970s 发明了

In-Ceram 技术，使全瓷冠的强度得到了提高。目前公司全瓷牙产品的得到了世界范围内的广泛认可。此外，公司牙科比色产品众多，牙科比色板系列产品获得广泛应用。

德国泽康公司（Cercon）：是第一个把 CAD/CAM 概念引入氧化锆全瓷牙设计和加工的品牌，属于国际高端全瓷牙品牌。

登士柏西诺德（Dentsply Sirona）：登士柏 DENTSPLY International 源于 1899 年在纽约市成立的牙医用品公司；西诺德Sirona Dental Systems 源于 1877 年在德国埃尔兰根成立的一家公司，后隶属于西门子牙科，1997 年独立于西门子。登士柏和西诺德于 2016 年合并，成为全球专业的牙科解决方案公司，公司产品包括CAD/CAM 椅旁全瓷修复、根管治疗、牙科综合治疗台、技工修复、治疗器械、修复、影像诊断、正畸、预防和种植。公司拥有约 1.6 万名员工，业务遍及全球 40 多个国家，产品销往120 多个国家。

德国阿曼吉尔巴赫：德国吉尔巴赫齿科公司（成立于 1936 年）与奥地利阿曼齿科公司（成立于 1972年）于 2004 年正式合作，成立了阿曼吉尔巴赫公司。公司产品包括全解剖形态牙冠和牙桥、回切前后牙冠和桥、套筒冠、个性化基台以及种植上部修复单颗或单位长桥等。

中国知名公司：

爱尔创：成立于 2003 年，专业从事精密结构陶瓷、数字口腔技